Energie solaire

GDP110
TP Energie Solaire
Energie solaire : Application photovoltaïque
Etude des conditions optimales
de fonctionnement d’un panneau photovoltaïque
INTRODUCTION
L'objectif de ce TP est de caractériser le fonctionnement d'un panneau photovoltaïque.
PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
Les performances d'un panneau photovoltaïque dépendent de la densité de flux solaire
incidente, de la température du panneau ainsi que de l'orientation des cellules par rapport au flux
radiatif. Les conditions climatiques extérieures (thermohygrométrie, vitesse d'écoulement. de
1'air ambiant, …) ainsi que l'environnement (ombre portée) du panneau sont aussi autant
d'éléments qui influencent l'efficacité d'un système photovoltaïque.
On se propose, donc d'étudier quelque uns de ces paramètres.
DESCRIPTION DU BANC D'ESSAIS EN ENERGIE SOLAIRE
Le pilote se décompose en deux parties :
une source solaire artificielle constituée par 12 lampes halogènes double enveloppe de
forte puissance (1kW chacune) diffusant une lumière halogène blanche. Chaque ampoule
est placée au sein d'un réflecteur parabolique en aluminium,
un banc d'essais solaire comprenant un panneau solaire photovoltaïque en silicium
polycristallin de 50W et d'une surface de 0.36m2.
Ce pilote d'essais est équipé :
d'une résistance variable 0 - 10 Ω, d'un voltmètre et d'un ampèremètre ce qui permet de
connaître la puissance électrique fournie par le panneau photovoltaïque,
des prises de température en face arrière du panneau photovoltaïque (4 thermocouples)
ACQUISITION DES DONNEES
Le logiciel LabVIEW qui équipe le pilote permet de faire l'acquisition des valeurs de
températures enregistrées par les 4 thermocouples associés au panneau photovoltaïque et de la
tension délivrée par ce dernier. Cliquez sur le raccourci ‘TP photovoltaïque’ pour ouvrir le
logiciel LABVIEW.
Après avoir réglé les conditions d'expérience (Cf paragraphe manipulation), vous pouvez
lancer l'exécution du programme ( ) en indiquant comme nom de fichier votre nom de binôme.
Lorsque le régime thermique est atteint, lancer 1'acquisition en appuyant sur le bouton
‘enregistrer’. Pour terminer la phase d'acquisition, appuyer sur le bouton ‘fin de manipulation’.
Relancer 1'exécution du programme et renouveler cette étape d'acquisition une nouvelle fois en
attendant environ une minute entre chaque prise de mesures afin de vous assurer la bonne
reproductibilité de vos résultats.
Vous pouvez alors récupérer vos données expérimentales sous Excel. Elles ont été enregistrées
dans le fichier ‘résultats’.
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MANIPULATIONS
Avertissements
Les opérateurs doivent titre obligatoirement équipés d'une paire de lunette de soleil
lorsque les lampes sont allumées. Se munir d'une paire de lunette de soleil.
Procédure de mise en marche
•
•
Allumer les lampes
Lancer 1'acquisition de vos données.
1. Influence de la densité de flux solaire incidente :
Travail à réaliser :
On vous demande de faire varier la distance de 2m à 80cm entre la source solaire
artificielle et le panneau photovoltaïque placé verticalement et de relever tous les 20cm les
températures du panneau photovoltaïque en face arrière et de calculer pour chaque position la
puissance électrique fournie par ce dernier. On prendra Rrésistance = 10,8 Ω.
Exploitation des résultats :
Tracer l’évolution de la température du panneau photovoltaïque en fonction de la distance
entre la source et les cellules ainsi que l’évolution de la puissance électrique fournie par le
panneau photovoltaïque en fonction de la température de ce dernier.
Analyser vos résultats et déterminer les conditions optimales de fonctionnement (température
critique et distance critique) du panneau photovoltaïque étudié.
2. Influence de l'orientation du panneau photovoltaïque :
Travail à réaliser
Placer la source solaire artificielle à une distance L L> Lcritique définie précédemment du
panneau. Initialement les cellules photovoltaïques sont en position verticale. Faire varier
l'orientation des cellules régulièrement (5°,10°,15°,20°,25° et 30°) et pour chaque position,
déterminer la puissance électrique fournie par le panneau.
Exploitation des résultats
Tracer l’évolution de la puissance fournie en fonction de 1'inclinaison du panneau. Analyser vos
résultats. En pratique, comment doit-on installer un panneau photovoltaïque pour qu’il soit le
plus performant ?
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SCHEMA DE PRINCIPE
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